Question

18．Cu₂S與一定質量的硝酸反應，生成硝酸銅，硫酸銅，二氧化氮和一氧化氮和水，當二氧化氮和一氧化氮物質的量比為1：1時，參加反應的Cu₂S與硝酸物質的量之比為1：7．

Answer 1

分析 Cu₂S與一定質量的HNO₃反應中，Cu₂S中銅元素由+1價被氧化為+2價、硫元素由-2價被氧化為+6價，硝酸起氧化劑與酸的作用，起氧化劑作用HNO₃中氮元素被還原為NO₂和NO，起酸作用的硝酸生成Cu（NO₃）₂．令NO₂和NO的物質的量分別為1mol、1mol，根據電子轉移守恒計算參加反應的Cu₂S的物質的量，由氮元素守恒可知參加反應的硝酸n（HNO₃）=2n[Cu（NO₃）₂]+n（NO₂）+n（NO），根據銅元素守恒可知溶液中n[Cu（NO₃）₂]=2n（Cu₂S）-n（CuSO₄），由硫元素守恒可知n（Cu₂S）=n（CuSO₄），據此計算參加反應的硝酸的物質的量．據此計算判斷．

解答 解：Cu₂S與一定質量的HNO₃反應中，Cu₂S中銅元素由+1價被氧化為+2價、硫元素由-2價被氧化為+6價，硝酸起氧化劑與酸的作用，起氧化劑作用HNO₃中氮元素被還原為NO₂和NO，起酸作用的硝酸生成Cu（NO₃）₂．
令NO₂和NO的物質的量分別為1mol、1mol，根據電子轉移守恒可知：
n（Cu₂S）×[6-（-2）+1×2]=1mol×（5-4）+1mol×（5-2），解得n（Cu₂S）=0.4mol，
由硫元素守恒可知n（CuSO₄）=n（Cu₂S）=0.4mol，
根據銅元素守恒可知溶液中n[Cu（NO₃）₂]=2n（Cu₂S）-n（CuSO₄）=2×0.4mol-0.4mol=0.4mol，
由氮元素守恒可知參加反應的硝酸n（HNO₃）=2n[Cu（NO₃）₂]+n（NO₂）+n（NO）=2×0.4mol+1mol+1mol=2.8mol．
所以實際參加反應的Cu₂S與HNO₃的物質的量之比為n（Cu₂S）：n（HNO₃）=0.4mol：2.8mol=1：7，
故答案為：1：7．

點評 本題考查氧化還原反應的基本概念與計算，難度中等，判斷元素化合價變化，利用電子轉移守恒與元素守恒計算是關鍵，轉移守恒思想在氧化還原反應計算中的運用．